多相体放电的现象既存在于某些自然现象中,又是等离子体用于材料处理和环境污染物处理时一种极方便的形式。但长期以来,国内外关于混合两相体/多相体放电现象的系统研究未见报道。
本文以空气—固体混合两相体为研究对象,系统地研究了固相物占空比、介电常数、放电间隙、外加电压极性和种类对气固两相体击穿和起晕电压的影响; 采用自编程序对颗粒物对放电发展过程的影响进行了理论计算。研究成果包括如下几点:
实验范围内,气固混合两相体的正极性击穿电压大于空气的击穿电压,负极性击穿电压则相反; 其击穿存在极性效应,在长放电间隙、高占空比时,负极性的击穿电压低于正极性的。随着占空比增大,该极性效应越明显,出现得越早; 实验范围内,不论是直流还是交流电压,占空比大的气固混合两相体击穿电压值总是低于占空比小的。固相物介电常数大的击穿电压低。交流下,气固混合两相体的击穿电压大于单纯空气的击穿电压。根据占空比不同和放电间隙不同,击穿在交流电压的正、负半波都可以发生。
随着放电间隙的增大,气固混合两相体的起晕电压有从高于单纯空气间隙的起晕电压向低于单纯空气间隙的起晕电压转变的趋势,占空比越大其趋势越明显,正极性比负极性明显; 直流电压下,气固混合两相体的起晕电压存在极性效应,不同的占空比下存在不同的极性效应; 不论是直流还是交流电压下,占空比大的气固混合两相体的起晕电压低,固相物介电常数大的起晕电压低。交流电压下,占空比高的两相体在正半波起晕,低的则相反,其规律与两相体直流起晕的极性效应相吻合。
对气固混合两相体中颗粒介质对放电发展过程的影响进行了数值计算,分析了颗粒物的存在对放电中各种粒子密度的空间分布和变化对流注发展过程的影响,计算了气固混合两相体放电过程中电场强度的分布及变化规律,得到如下结果:颗粒介质对电场存在畸变作用,在正极性电压下,颗粒表面荷正电荷; 随着放电时间的推移,颗粒表面荷正电荷的区域逐渐扩大; 在颗粒表面附近,流注运动方向不再是沿着放电对称轴,而是紧贴着颗粒表面移动; 随着流注与颗粒介质的相对位置不同,流注头部净电荷密度呈现不同的变化趋势; 流注的发展速度和发展进程由颗粒介质的物性和其空间位置共同决定; 数值计算结果能较好地解释气固混合两相体击穿、起晕电压与单纯
